Kanül implantasyon Sisterna Magna kemirgenler içine
Summary
Burada Sisterna magna cannulation (CMc), minimal invaziv bir şekilde izleyiciler, yüzeyler ve sinyal molekülleri beyin-omurilik sıvısı (BOS) sunmak için gerçekleştirmek için bir protokol açıklayın. Farklı görüntüleme yöntemleri ile birlikte, CMc glymphatic sistemi ve CSF dynamics değerlendirme yanı sıra çeşitli bileşiklerin beyin çapında teslim sağlar.
Abstract
Sisterna magna cannulation (CMc) kafatası veya beyin parankimi operatif zarar vermeden beyin-omurilik sıvısı (BOS) doğrudan erişim sağlayan basit bir işlemdir. İmzalat kemirgen, boyun kasları künt diseksiyon tarafından dura mater pozlama bir kanül Sisterna magna (CM) içine ekleme izin verir. Bir ince eğimli iğne veya kapiller, borosilikat oluşan kanül, polietilen (PE) tüp bir şırınga için eklenir. Bir şırınga pompa kullanarak, molekülleri sonra kontrollü oranları Doğrudan subaraknoid alanı ile sürekli CM, içine enjekte edilebilir. Subaraknoid uzaydan konvektif akımını çözünen exchange interstisyel sıvı (ISF) ile oluştuğu perivasküler boşluk delici arteriyoller içine CSF Cerayanlar izleyebilirsiniz. CMc imzalat veya uyanık, daha sonra enjeksiyon ile kronik implantasyon veya akut enjeksiyonu hemen ardından ameliyat için serbestçe hareket kemirgenler gerçekleştirilebilir. Nefelometri beyin parankimi izleyici dağıtım epifluorescence, 2-foton mikroskobu ve manyetik rezonans görüntüleme (MRG), eklenen moleküller fiziko-kimyasal özelliklerine bağlı olarak gerçekleştirilebilir. Böylece, çeşitli görüntüleme teknikleri ile birlikte CMc değerlendirme glymphatic sistemi ve CSF dynamics ve işlevi için güçlü bir araç sunuyor. Ayrıca, CMc sinyal molekülleri ve aksi takdirde kan beyin bariyerini (BBB) çapraz değil metabolik yüzeylerde, hızlı, beyin çapında teslimat için bir kanal olarak yararlı olabilir.
Introduction
Beyin-omurilik sıvısı (BOS) merkezi sinir sistemi (MSS) ventriküler sistem boyunca ve Subaraknoid boşluk, beyin ve omurilik çevreleyen bir anatomik olarak tanımlanmış alan Devamlılıkta ventrikül ile birlikte banyoları. BOS ana işlevlerinden biri, gümrükleme metabolitleri ve beyin parankimi üzerinden solutes için bir yol sağlamaktır. İzni yeni keşfedilen glymphatic sistem1, periferik lenfatik sisteme analog beyin üzerinden yönetilir. Burada, biz tanımlamak ve cisterna magna cannulation (CMc), moleküller doğrudan teslim bos içine için minimal invaziv bir yöntem tartışıyorlar. CMc glymphatic işlev eğitim için anahtar bir yöntemdir. Ayrıca, CMc ve kan beyin bariyeri (BBB) geçirgen molekülleri hızlı, beyin çapında teslimat perivasküler alanı boyunca beyin parankimi içine CSF dynamics incelenmesi için de uygulanabilir.
CMc CSF hareketi dinamikleri MSS etiketli izleyici molekülleri veya uyuşturucu Sisterna magna (CM) CSF dolu uzaya teslim yoluyla Fizyolojik esasları patlatır. Molekülleri CM. molekülleri sonra CSF toplu akımını Paravasküler alan1ile beyin parankimi içine taşınır atlanto-oksipital dural membran kapak içine implante bir kanül ile enjekte edilir. CMc enjekte izleyici veya kontrast Ajan yoğunluk düzeyleri beyin parankimi girin etiketli moleküllerin miktarının tarafından CSF hareketi ve glymphatic akını değerlendirmesini sağlayan CSF, aynı yönde hareket eder. CMc epifluorescence, 2-foton mikroskobu ve manyetik rezonans görüntüleme (MRG) gibi farklı görüntüleme teknikleri ile uyumludur. Ayrıca, bu değerlendirme olabilir vivo içinde veya ex vivogerçekleştirilen. Önemlisi, CMc anestezi altında veya doğal uyku sırasında hem de uyanık, özgürce hareket hayvanlarda glymphatic sistemi görselleştirme sağlar.
CMc teknik akışkanlar dinamiği bos içinde farklı yönlerini incelemek için yararlı olabilir, ama glymphatic sistemi eğitimi için özellikle yararlı olduğu kanıtlanmıştır. Glymphatic aktivite CSF konvektif akışını astrositik kaydırma vasküler endfeet membran gergin aquaporin-4 (AQP-4) su kanalları üzerinden periarterial uzaydan kullanıyor. Konvektif akışı CSF ve interstisyel sıvı (ISF) beyin parankimi içinde değişimi sağlar. CSF/ISF metabolik atık ve solutes içeren sonra perivenous alanı2,3üzerinden beyin parankimi kaldırılır. Sonuçta, CSF/ISF çevre yolu ile son zamanlarda açıklanan dural lenf damarları4,5ulaşır. Glymphatic sistem amiloid-β2gibi zararlı atık metabolitler Temizleme için çok önemli gösterilmiştir. Ayrıca, glymphatic izni yaşlanma6, travmatik beyin hasarı7sonra ve diyabet8 ve Alzheimer hastalığı9hayvan modelleri bozulmuş. Özellikle, glymphatic devlet bağımlı, uyku ve uyanıklık1ile karşılaştırıldığında anestezi sırasında önemli ölçüde daha yüksek faaliyet gösteren bir faaliyettir. Gerçekten de, Genç imzalat hayvanlar en yüksek glymphatic aktivite sergilemek. Böylece, glymphatic faaliyet deneysel miktar rolünü sağlık ve hastalığında okurken çok önemlidir.
Çeşitli çalışmalarda CSF dinamikleri ve onun değişim interstisyel sıvı (ISF) beyin parankimi ile ele sahip. Ancak, hangi tarafından etiketli moleküllerin teslim yöntemleri oldukça invaziv, beyin parankimi hasarı ve kafa içi basınç (ICP) değişimler tetikleyen (bkz:10inceleyin). Bazı örnekler intraventriküler veya kranyotomi veya bir burr sondaj dahil intraparenchymal enjeksiyonları kafatasında delik. ICP, böylece kesintiye glymphatic işlevi2değiştirmek için bu yordamları gösterilmiştir. Ayrıca, tür invaziv yöntemler astrogliosis ikna etmek ve AQP-4 immunoreactivity beyin parankimi hasar alan ve kendi çevresi11,12artırmak. Astrocytes ve AQP-4 glymphatic sisteminin temel unsuru olduğundan, CMc seçim için çalışmalarını yöntemidir. CMc büyük avantajı ile karşılaştırıldığında daha fazla invaziv yordamlar ICP değişiklikler ve astrogliosis, sırasıyla kaçınarak bir bozulmamış kafatası ve beyin parankimi, bakım vardır. Böylece, sadece glymphatic sistemi, aynı zamanda dinamiklerini incelemek için olanaklar geniş bir dizi ve sıvı akış homeostazı, olduğu gibi nörolojik hastalıkların hayvan modellerinde mekanizmaları için CMc farklı görüntüleme araçları ile birlikte açılır.
Sisterna magna cannulation (CMc) yordamı beyin-omurilik sıvısı (BOS) kolay ve doğrudan erişim sağlar. Farklı molekül (Örneğin flüoresan izleyiciler, Mr kontrast ajanlar) enjekte edilerek deneyci CSF bölme içinde onların hareketlerini takip ve glymphatic sistem etkinliğini değerlendirmek. Hem akut CMc, cerrahi ve hangi cerrahi işlem bir sonraki enjeksiyon için hayvan kilitlenme kanül, kronik implantasyonu hemen ardından enjeksiyonları için aşağıdaki protokolünü açıklar. Akut ve kronik implantasyon arasındaki en önemli fark kronik implantasyon glymphatic aktivite uyanık farelerde incelenmesi için izin vermektedir.
Protocol
Representative Results
Discussion
Biz Sisterna magna cannulation (CMc), etiketli molekülleri CSF bölmenin sunmak için basit bir yöntem sunan için detaylı bir yordam açıklanır bir protokol sundu. CMc CSF dinamikleri, in vivo ve ex vivo, farklı görüntüleme yöntemleri veya Histoloji kullanarak sonraki görselleştirme sağlar.
CMc tekniği ana avantajlarından biri Subaraknoid boşluk beyin kranyotomi tarafından ortaya çıkarmak için gerek kalmadan doğrudan erişimini yatıyor. Kafatası pencer…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu eser NINDS/NIH (M.N.) Novo Nordisk Vakfı ve sinir hastalıkları Ulusal Enstitüsü ve inme, tarafından desteklenmiştir. A.L.R.X. ve S.H-R bir doktora sonrası Bursu ve Doktora Bursu Lundbeck temelden alıcılarını sırasıyla vardır.
Materials
| SOPIRA Carpule 30G 0.3 x 12mm | Kulzer | AA001 | |
| Polyethylene Tubing 0.024” OD x 0.011” ID | Scandidact | PE10-CL-500 | |
| 30G x ½” 0.3 x 12 mm Luer-Lock | Chirana T. Injecta | CHINS01 | |
| Chlorhexidine 0.5% (chlorhexidine digluconate) | Meda AS | no catalogue number, see link in comments | http://www.meda.dk/behandlingsomrader/desinfektion/desinfektion-af-hud/klorhexidin-sprit-medic-05/ |
| Alcohol Swab 70% Isopropyl Alcohol 30 x 60mm | Vitrex Medical A/S | 520213 | |
| Viskoese Oejendraeber Ophtha | Ophtha | 145250 | |
| Wooden applicator, Double cotton bud (Ø appr. 4 – 5 mm, length appr. 12 mm) | Heinz Herenz | 1032018 | |
| Eye spears | Medicom | A18005 | |
| Ferric chloride 10% solution | Algeos | NV0382 | |
| Kimtech Science Precision Wipes Tissue Wipers | Kimberly Clark Professional | 05511 | |
| Loctite Super Glue Precision 5g | Loctite | no catalogue number, see link in comments | http://www.loctite-consumer.dk/da/produkter/superglue-liquid.html |
| Insta-Set CA Accelerator | Bob Smith Industries | BSI-152 | |
| Dental Cement Powder | A-M Systems | 525000 | |
| Surgical weld | Kent Scientific Corporation | INS750391 | |
| Hamilton syringe GASTIGHT® , 1700 series, 1710TLL, volume 100 μL, PTFE Luer lock | Hamilton syringes | 1710TLL | |
| LEGATO 130 Syringe pump | KD Scientific | 788130 | |
| Paraformaldehyde powder, 95% | Sigma Aldrich | 158127 | |
| Phosphate buffered saline (PBS; 0.01M; pH 7.4) | Sigma Aldrich | P3813 | |
| Ovalbumin, Alexa Fluor 647 Conjugate | Thermo Fisher Scientific | O34784 | |
DAPI (diamidino-2-phenylindole) Solution (1 mg/mL) |
Thermo Fisher Scientific | 62248 | |
| Dextran, Fluorescein, 3000 MW, Anionic | Thermo Fisher Scientific | D3305 | |
| E-Z Anesthesia EZ-7000 Classic System | E-Z Systems | EZ-7000 | |
| Attane Isofluran 1000 mg/g | ScanVet | 55226 | |
| Euthanimal 200mg/mL (sodium pentobarbital) | ScanVet | 545349 | |
| Ketaminol Vet 100 mg/mL (ketamine) | Intervet International BV | 511519 | |
| Rompin Vet 20 mg/mL (xylazin) | KVP Pharma + Veterinär Produkte GmbH | 148999 | |
| Xylocain 20 mg/mL (lidocain) | AstraZeneca | 158543 | |
| Marcain 2.5 mg/mL (bupivacain) | AstraZeneca | 123918 | |
| Bupaq Vet 0.3 mg/mL (buprenorphine) | Richter Pharma AG | 185159 |
References
- Xie, L., et al. Sleep Drives Metabolite Clearance from the Adult Brain. Science. , 373-377 (2013).
- Iliff, J. J., et al. A paravascular pathway facilitates CSF flow through the brain parenchyma and the clearance of interstitial solutes, including amyloid β. Sci. Transl. Med. 4, 147ra111 (2012).
- Jessen, N. A., Munk, A. S. F., Lundgaard, I., Nedergaard, M. The Glymphatic System: A Beginner’s Guide. Neurochem. Res. 40, 2583-2599 (2015).
- Louveau, A., et al. Structural and functional features of central nervous system lymphatic vessels. Nature. , (2015).
- Aspelund, A., et al. A dural lymphatic vascular system that drains brain interstitial fluid and macromolecules. J. Exp. Med. 212, 991-999 (2015).
- Kress, B. T., et al. Impairment of paravascular clearance pathways in the aging brain. Ann. Neurol. 76, 845-861 (2014).
- Plog, B. A., et al. Biomarkers of Traumatic Injury Are Transported from Brain to Blood via the Glymphatic System. J. Neurosci. 35, 518-526 (2015).
- Jiang, Q., et al. Impairment of glymphatic system after diabetes. J. Cereb. Blood Flow Metab. , (2016).
- Peng, W., et al. Suppression of glymphatic fluid transport in a mouse model of Alzheimer’s disease. Neurobiol. Dis. 93, 215-225 (2016).
- Orešković, D., Klarica, M. The formation of cerebrospinal fluid: Nearly a hundred years of interpretations and misinterpretations. Brain Res. Rev. 64, 241-262 (2010).
- Dusart, I., Schwab, M. E. Secondary Cell Death and the Inflammatory Reaction After Dorsal Hemisection of the Rat Spinal Cord. Eur. J. Neurosci. 6, 712-724 (1994).
- Eide, K., Eidsvaag, V. A., Nagelhus, E. A., Hansson, H. -. A. Cortical astrogliosis and increased perivascular aquaporin-4 in idiopathic intracranial hypertension. Brain Res. , (2016).
- Pullen, R. G., DePasquale, M., Cserr, H. F. Bulk flow of cerebrospinal fluid into brain in response to acute hyperosmolality. Am. J. Physiol. 253, F538-F545 (1987).
- Ichimura, T., Fraser, P. A., Cserr, H. F. Distribution of extracellular tracers in perivascular spaces of the rat brain. Brain Res. 545, 103-113 (1991).
- Iliff, J. J., et al. Brain-wide pathway for waste clearance captured by contrast-enhanced MRI. J. Clin. Invest. 123, 1299-1309 (2013).
- Ratner, V., et al. Optimal-mass-transfer-based estimation of glymphatic transport in living brain. Proc. SPIE–the Int. Soc. Opt. Eng. 9413, (2015).
- Lee, H., et al. The Effect of Body Posture on Brain Glymphatic Transport. J. Neurosci. 35, 11034-11044 (2015).
- Nouri, S., Sharif, M. R., Sahba, S. The effect of ferric chloride on superficial bleeding. Trauma Mon. 20, e18042 (2015).
